一辆行驶里程约13万km,车型为B5,配备1.8T发动机的2005年大众帕萨特轿车。用户反映:该车启动困难,且启动后发动机缺缸。
检查分析:维修人员接车后确认故障确实存在,连接诊断仪读取故障码,显示有很多故障码。尝试清除故障码后再次读取,显示只剩下“凸轮轴位置传感器信号过低”和“2缸失火”这2个故障码。经过初步检查,发现气门室盖垫漏油,使火花塞孔内积存了不少机油。同时,从诊断仪数据流的第15组中可以看到2缸失火记录。分析认为,由于机油的长期浸泡,可能使点火线圈绝缘损坏,造成漏电。于是首先更换了气门室盖垫以及2缸的点火线圈,但发动机缺缸的现象并没有好转。进一步拆下火花塞检查,发现2缸的火花塞明显偏黑,怀疑是2缸的喷油器漏油,使该缸混合气过浓,造成缺缸。于是更换火花塞并对调1、2缸喷油器试车,发现仍是2缸不工作。难道是机械部分出现了问题?测量2缸气缸压力,与其他各缸一致。
综合以上的检查结果分析,此车的问题比较复杂,因为在点火、喷油及机械方面都找不到明显的问题,所以想到应该换一种思路,于是用尾气分析仪检测了该车的燃烧情况,实测结果如表1。
从尾气成分上看,HC严重超标,并且λ值小于1,表明发动机混合气过浓,但造成混合气偏浓的原因现在还不清楚。再次用诊断仪的数据流功能观察2缸失火记录,已经达到500次,而其他各缸的失火记录均为0次。
在发动机运转状态下,试着清除故障码,这时缺缸现象好转,发动机工作平稳,排气管中也不再有缺缸的冲击感,但关于凸轮轴的故障码还是无法清除。再用尾气分析仪测量尾气,此时的尾气成分如表2。
上表中的HC值和入值均恢复到正常水平,可以判定此时发动机的燃烧已经恢复正常。由此可以推论出,该车混合气过浓的原因,并不是硬件损坏,因为如果是哪个元件损坏,不可能在清除故障码后马上恢复正常。一定是一个不稳定的原因,引起了上述故障现象。
再次读取故障码,显示有“2缸点火线圈对正极短路”的故障码,怀疑2缸点火线圈的线路有问题。检查发现2缸点火线圈线束插接器的端子有些变形,于是进行了整理。进一步检查点火线圈线束插接器背面的密封胶套,发现4根导线中有3根出现了绝缘破损,2缸失火的原因找到了。处理破损的线束,用示波器测量波形正常,对调1、2缸点火线圈后,波形也没有变化,将火花塞直接插到2缸点火线圈上,启动发动机观察,火花塞可以跳火。
接下来需要寻找凸轮轴位置传感器故障码的成因。用万用表测量凸轮轴位置传感器三线插接器上的电压,1号脚为5 V,2号脚为0.7 V,3号脚为0V。查阅维修资料得知,凸轮轴位置传感器的3个引脚分别为电源、信号和负极,其正常电压应该为5V、12V和0 V。与实际测量值相比较,可以发现2号脚电压偏低。用示波器观察2号脚上的电压波形,发现虽然有波形,但波形的幅度明显偏低,因此怀疑与此相线相关的电路有故障,或者是发动机控制单元出现问题。
查阅电路图得知,凸轮位置传感器的2号脚与发动机控制单元的86号脚相通。把发动机控制单元的插接器拔下,测量这2个针脚之间的线束导通情况,发现电阻为0Ω,导通正常,并且也没有对搭铁短路。
但是拔下发动机控制单元插接器后,观察到插接器上有些污物(图1),开始怀疑是下雨进入的雨水,但仔细观察发现污物不并是水,而是油迹。然而反复观察插接器的外表面以及连接线束,甚至发动机控制单元外面的熔丝盒外罩,都没有发现水迹或者油迹,外表干千净净,那插接器中的油污是从何而来呢?
这时想起曾在杂志上看到过一个类似的案例:线束的一头进入防冻液后,因为线束内导线的毛细管作用,使防冻液沿着导线内部流到了控制单元插接器处,形成短路。该车的故障原因应该也属于此类,并不是从插接器外面漏进油污,而是油污顺着导线的内部,渗透到发动机控制单元插接器上,最终造成短路,形成上述故障现象。
故障排除:仔细把插接器内的油污清理干净,再装车试验,这时测量凸轮轴位置传感器线束插接器的2号脚电压,变成了11.30 V,已经恢复正常。启动发动机,顺利启动,再清除故障码,故障码全部能够清除。经过试车,发动机动力恢复正常,不再有缺缸的感觉。回厂后再次检测,无故障码;再次测量尾气,数据也完全恢复正常,至此故障彻底排除。
回顾总结:该车启动困难的故障,是因为发动机控制单元的插接器脏污引起短路,使凸轮轴位置传感器的信号不能正常送到发动机控制单元内,造成启动困难故障。
对于2缸不工作的原因,可能是因为2缸的点火线圈插接器导线绝缘破损,引起短路,而发动机控制单元在检测到短路后,一方面存储相应的故障码,另一方面切断了该缸点火线圈的触发信号。因为短路部位时断时续,而我们在检查过程中移动线束,恰好使短路暂时恢复正常,因此在清除故障时,发动机控制单元恢复了对2缸点火线圈的正常控制,于是2缸的火花塞开始跳火,这时发动机的工作状态变得平稳了。
观察被污染的发动机控制单元插接器,82~86号脚都明显有油污存在,86号脚为凸轮轴位置传感器信号脚,82号脚为曲轴位置传感器信号,83、84号脚为节气门位置传感器信号,这几个信号失准,都有可能造成启动困难。
当所有故障排除后,此时试着拔下凸轮轴位置传感器插接器,尝试启动发动机,发现无法启动。这说明虽然凸轮轴位置传感器的信号偏低,但还能起到传递发动机正时信号的作用。
与用户沟通得知,该车在之前就曾经因为漏油而更换过气门室盖垫,正是因为这个原因造成的上述故障。所以在此也提醒广大同行注意该车型的这一故障点,尽量避免因为气门室盖漏油,而造成其他故障现象的出现。
在本次维修中,最终处理的只是控制单元线束插接器处的油污,而线束内部的油污无法彻底清除。但漏油的根源已经找到,气门室盖垫也已经更换。出于对维修质量的负责,与用户约好,过几天再回厂检查是否有新的油污出现,以便再次进行清理,估计经过几次清理后,问题就可以彻底解决。
在维修该车过程中用到了示波器、万用表、气缸压力表、诊断仪以及尾气分析仪,各种检测设备和诊断仪器的交叉运用有助于顺利排除故障。其中,尾气分析仪虽然不能一下子确认故障部位,但可以判定发动机燃烧状态的好坏,帮助我们缩小故障范围,起到了快速、准确定位故障点的作用。
相关资料:2011-2013年大众全新帕萨特NMS维修手册(含电路图)